SU864268A1 - Высоковольтный коммутируемый стабилизатор напр жени - Google Patents

Description

(54) ВЫСОКОВОЛЬТШЙ КОММУТИРУЕМЬЙ СТАШЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в устройствах электропитани  высоковольтных слаботочных потребителей , требующих стабильного напр же-ни , измен емого в процессе эксплуатации по величине, например двухили трехцветных электронно-лучевых трубок.

Известен высоковольтный коммутируемый стабилизатор напр жени , выполненный по типу замкнутой системы автоматического регулировани , в котором изменение стабилизируемого уровн  выходного напр жени  осуществл етс  изменением плеч делител  обратной св зи, ЕО

Однако эти стабилизаторы имеют большое.врем  переходного процесса при переходе с одного уровн  выходного напр жени  на другой.

Известен коммутируемый стабйлиза- .тор напр жени , в котором имеетс  общий вьшод, соединенные последовательно входное устройство, регулируемый преобразователь посто нного напр жени  в посто нное с устройством управлени , резистор и симметрирздощие элементы, шунтированные транзисторами с разнш4И рабочйкш потенциалами , соединенными через устройство обратной св зи с вьосодным высоковольтным и управл кщим выводами устройства , соединенным также с узлом управ10 лени  преобразовател  посто нного напр жени  в посто нное 2

Недостатками этого стабилизатора  вл етс  его сложность, относительно низкий КПД, мала  надежность и

15 болыше габариты.

Объ сн етс  это тем, что цепочка последовательно соединенных транзисторов параллельного регул тора, подключенного к выходньм зажимам, долж20 на быть рассчитана на наибольшее значение выходного напр жени  (например 12 кВ)I вследствие чего количество транзисторов в ней получаетс  дос3 . таточно большим (до 50-100 шт.). Поскольку все транзисторы управл ютс  от одного усилител , токи управлени  через отдельные транзисторы значитель но возрастают от верхнего транзистора к нижнему, из-за чего возрастают потери мощности в схеме управлени  и транзисторах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  устройство, ко торое содержит последовательно включенные источники посто нного стабилизированного напр жени , по числу уров ней высокого напр жени , разр дные и за р дные ключевые элементы, св занные с логическим блоком управлени  выполненные на транзисторах, шунтированных стабилитронами (. Недостатком данного устройства  вл  вл етс  его сложность, так как оно с сйдержит несколько последовательно включенных источников посто нного ста би изированного напр жени  и высоковольтные зар дные ключевые элементы, выполн емые на транзисторах. Цель, изобретени  - упрощение устройства и снижение массогабаритных показателей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем два последовательно включенных источника посто нного стабилизированног высокого напр жени , которые включены между высоковольтным и общим выходным вьшодами, св занный с источником , подключенным к общему выводу, разр дный ключевой элемент на транBHCTojiax , шунтированных стабилитронами , входы которого подключены к логическому блоку управлени , подключенным к управл ющему входу устройства , источник, подключенный к общему выводу, вьшолнен управл емым, а разр дный ключевой элемент подключен к общину выводу через введенные последовательно включенные регул тор напр жени  на транзисторах, шунтированных стабилитронами, и датчик тока, причем последний подключен к управл кщему входу управл емого источника, а управл кмций вход регул тора соединен , с выходом введенного узла обрат ной св зи, подключенного к выходным и управл ющему, входам устройства На чертеже приведена структурна  схема стабилизатора. Выйоковольтньм коммутируемый стабилизатор напр жени  содержит соеди8 ненные последовательно входное устройство I, регулируемый источник вы- сокого напр жени  2, состо щий из преобразовател  3 посто нного напр жени  в посто нное с устройством управлени  4, разр дный ключевой элемент 5 с резистором 6 и симметрирующими элементами, например стабилитронами 7, параллельно которым подключены транзисторы 8, 9. Регул тор напр жени  10 на транзисторе И, нгунтированном стабилитроном 12, логический блок управлени  13 разр дного ключевого элемента, управл ющий вход 14, св занный с блоком управлени  и узлом обратной св зи 15, датчик тока 16, включенный последовательно с регул тором напр жени , источник стабильного высокого напр жени  17, -юдключенный к высоковольтному выводу (зажиму). 187 и через управл емый источник к общему выводу 19. Датчик тока 16 подключен к узлу управлени  4 управл емого источника 2, а выход узла обратной св зи 15 к управл ницему входу транзистора 1 1 регул тора напр жени  10. Коммутируемый стабилизатор работает следующим образом. Входное устройство } вырабатывает нестабилизированные напр жени  посто нного тока, которые служат дл  питани  управл емого источника 2 и стабильного источника высокого напр жени  17, который, в частности, может быть выполнен по авт. св. № 517012. Преобразователь 3 управл емого источника преобразует входное , относительно низкое нап|) жение в высокое, которое поступает через резистор 6 разр дного ключевого элемента 5 на цепь последовательно соединенных транзисторов 8, 9, П и датчик тока 16. В начальный момент, когда транзисторы 8, 9, 11 заперты, а напр жение на выходе источника 2 относительно мало, напр жение на датчике 16 отсутствует , соответственно нет напр жени  на входе узла управлени  4, что создает услови  дл  повышени  напр жени  на выходе источника 2. Когда последнее повышаетс  до напр жени  пробо  симметрирующих стабилитронов 7, начинает протекать ток через резистор 6 - стабилитроны 7, 12 - датчик 16, возникает сигнал на входе узла 4, который проходит далее на преобразователь 3 и ограничивает выходное напр жение последнего на уро не, соответстйующем заданной величи тока через, стабилитроны 7, 12 и дат чик 15. При этом напр жение на симметрирукщих стабилитронах 7, 12 равно их суммарному напр жению стабилизации. Это напр жение суммируетс  с выходным стабильным напр жением источни 17 (пол рность обозначена на чертеже) и поступает на выходной высоковольт ный зажим 18. Если указанное суммар ное напр жение превьшает заданное значение, возникает сигнал рассогласовани  на выходе узла отрицатель ной обратной св зи 15, под его воздействием открываетс  транзистор 11 регул тор напр жени  10, в результа те чего шунтируетс  стабилитрон 12, напр жение на транзисторе 16 становитс  меньше, соответственно меньше становитс  напр жение на всей цепи транзисторов 9, 8. П. Одновременно возрастает Ток в контуре резистор 6 верхние стабилитроны 7 - транзистор П - датчик 16, измен етс  сигнал на входе узла 4, последнее воздействует на преобразователь3, и выходное напр жение источника 2 умень шаетс  до величины, необходимой дл  поддержани  заданного значени  тока через датчик 16. Процесс продолжаетс  до тех пор, пока напр жение на выходных вывЙдах 18-19 не установитс  равньи заданной величине. f Если теперь понадобитс  установить другой уровень стабилизированного высокого напр жени  на зажимах 18-19, подаетс  сигнал управлени  на управл ющий вход 4. Под воздействием последнего срабатывает дискретный логический блок 13, который переводит в насыщенное состо ние транзистор 8 или 9, или оба одновременно - в зависимости от требуемого изменени  стабилизируемого напр жени  на выводах 18, 19. Одновременно сигнал поступает э уст ройство обратной св зи 15 и поддерживает его параметры (изменением вход щих в его состав высоковольтного делител  или опорного источника ) под второй уровень стабилизированного выходного напр жени . При коммутации транзисторов 8, 9 начинаютс  следующие процессы: возрастает ток через датчик 16, через который протекает ток разр да емкости высоковольтной нагрузки (или емкости монтажа)и ток выходной цепи источника 2, измен етс  сигнал на входе.узла 4, под действием которого начинает уменьшатьс  выходное напр жение источника 2; одновременно в результате воздействи  выходного сигнала на узел обратной св зи 15, открываетс  транзистор 10, что создает услови  дп  форсировани  Процесса перехода с одного, большего уровн  выходного напр жени  на другой, меньший уровень. По окончании переходного процесса напр жение на выходе источника 2 уменьшаетс  до величины, необходимой дл  поддержани  первоначального значени  тока через датчик 16, а напр жение на выходных зажимах 18, 19 устанавливаетс  на втором заданном уровне. Стабилизаци  3iToro уровн  осуществл етс  путем воздействи  на транзистор 11 по цепи обратной св зи 15. Как и ранее, второй уровень выходного напр жени  определ етс  суммой напр жений на выходе источника 17 (не измен ющегос  в процессе эксплуатации) и на выходе разр дного ключевого элемента 5, с той лишь разницей, что часть транзисторов (или вес) 8,9 наход тс  в насыщенном состо нии. При необходимости установить на выходе первый, наибольший из требуемых , уровень стабильного напр жени  снимаетс  сигнал управлени  с входа 14. В результате обесточиваютс  трайзисторы 8, 9 (сигналами с выхода логического дискретного блока 13) н запираетс  транзистор 1{ (сигналш4 коррекции параметров узла 15), что приводит к увеличению выходного напр жени  источника 2 и . до тех пор пока не установитс  исходное состо ние схемы. В практических схемах, ввиду отсутстви  транзисторов на высокие напр жени  (пор дка нескольких киловольт ), в качестве транзисторов 8, 9, 11 могут использоватьс  цепочкииз последовательно соединенных транзистЬров . Устройство, выполненное по данному изобретению , облада  сравнительно небольшими временами переключени  с одного уровн  высокого напр жени  на другой, -имеет меньшие по сравнению с прототипами массогабарнтные показагели в св зи с отсутствием зар дных ключевых элементов и при 3 и более уровн х напр жени  содержит в своем составе только один управл емый ист точник.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР 20 № 408290,

2.Патент США № 3869659, кл. 321-2.

3.Патент США №3892977, кл. 307-77, 1975.